[发明专利]一种波导耦合型吸收倍增分离雪崩二极管

摘要

一种波导耦合型吸收倍增分离雪崩二极管涉及半导体光电器件领域以及光互联领域。本发明包括有p+型欧姆接触电极，p+欧姆接触层，吸收层，p型电荷区，倍增区，n+型欧姆接触电极，n+欧姆接触区，绝缘掩埋层，衬底，单模波导。其特征在于，p型电荷区位于单模波导末端，吸收层位于p型电荷区顶部，倍增区以及n+欧姆接触区与单模波导共平面，紧挨p型电荷区依次排布，p型电荷区、倍增区及n+欧姆接触区的延伸方向垂直于单模波导光传输方向，并与单模波导厚度相同。器件在实现吸收倍增分离的同时，利用单模波导耦合提高光耦合效率，避免了传统双倍增区的电信号的扰动现象，器件尺寸可减小到纳米尺度，降低渡越时间和暗电流，提高灵敏度。

主权项

1.一种波导耦合型吸收倍增分离雪崩二极管，包括有p+型欧姆接触电极(101)，p+欧姆接触层(102)，吸收层(103)，p型电荷区(104)，倍增区(105)，n+型欧姆接触电极(106)，n+欧姆接触区(107)，绝缘掩埋层(108)，衬底(109)，单模波导(110)，其特征在于：p型电荷区(104)位于单模波导(110)末端，吸收层(103)位于p型电荷区(104)顶部，倍增区(105)以及n+欧姆接触区(107)与单模波导(110)共平面，紧挨p型电荷区(104)依次排布，p型电荷区(104)、倍增区(105)及n+欧姆接触区(107)的延伸方向垂直于单模波导(110)光传输方向，并与单模波导(110)厚度相同；光耦合进入单模波导(110)中进行传输，并通过倏逝波耦合被吸收层(103)吸收，产生光生电子‑空穴对；在吸收层(103)反向偏压的作用下电子‑空穴分离，光生空穴向p+欧姆接触层(102)漂移，进而通过p+型欧姆接触电极(101)进入到外电路，而光生电子漂移通过p型电荷区(104)，到达倍增区(105)，发生雪崩倍增，最后倍增电子在n+欧姆接触区(107)收集，产生的倍增电流通过n+型欧姆接触电极(106)进入到外电路，实现光信号的接收与倍增；吸收层的电场强度应低于1×105V/cm；倍增区发生雪崩倍增的电场强度应该高于3×105V/cm，同时，为了使器件倍增区的电子和空穴的离化率比值降到最低，倍增区发生雪崩倍增的电场强度应该低于6×105V/cm，所以，倍增区发生雪崩倍增的电场强度应该在3×105～6×105V/cm之间。